シランカップリング剤を用いた石英系光バイオセンサーへの生物学的プローブの取り付け
Summary
バイオセンサーは、複雑な生物学的環境とのインタフェースと表面改質を介してセンサに接続されている高度に特異的なプローブと高感度センサーを組み合わせることにより、ターゲットの検出を実行します。ここでは、センサと生物学的環境を埋めるためにシランカップリング剤を使用して、ビオチンを有するシリカ光センサーの表面官能基を示しています。
Abstract
このような人気のあるビアコアシステム（表面プラズモン共鳴（SPR）技術に基づいて）のような生物学的環境では、バイオセンサープラットフォームとのインタフェースするためには、例えば、表面の汚れを防ぐことができ、様々な表面改質技術、使用して、調整する表面の疎水性/親水性、電子、さまざまな環境に適応し、最も頻繁に、興味のある目標に向かって特異性を誘導する1-5これらの技術は、複雑な環境における実世界のアプリケーションに、それ以外の高感度バイオセンサーの機能を拡張し、そのような血液、尿、排水分析など。2,6-7は、ビアコアなどの商用バイオセンシング·プラットフォームは、よく理解しているが、そのような表面修飾を行うための標準技術は、これらの技術は他の標準化された方法で翻訳されていないラベルこのようなギャラリーモード（WGM）光共振器ウィスパリング、フリーバイオセンシングプラットフォーム、。8-9 < / P>
WGM光共振器は、超低濃度での種の様々な種類のラベルフリー検出を実行するための有望な技術を表す6,10-12これらのプラットフォームの高感度は、そのユニークな幾何光学の結果は以下の通りです。WGM光共振器に閉じ込め、循環特定の、積分の共振周波数での光SPRプラットフォームと同様13、光の場は完全にセンサーデバイスに限定されていませんが、evanesces、この"エバネッセント尾"はその後、周囲の環境中の化学種と相互作用することができる。この相互作用はわずかで、その結果、変更するには、光電界の実効屈折率を引き起こすが、検出可能な、デバイスの共振周波数にシフトします。光電界が循環するので、環境内の軽微な変更については、信号の固有の増幅をもたらし、環境を何度も対話し、非常に高い感度をすることができます。2,14-15
テント"> WGM光共振器は、いくつかのジオメトリで製造することができますが、複雑な環境で標的検出を実行するには、これらのプラットフォームは、表面改質を介してプローブ分子（結合対の通常の半分、例えば、抗体/抗原）2と組み合わせる必要がありますから材料系の様々なシリカミクロスフェアは、最も一般的です。これらのミクロスフェアは、一般的にマイクロスフェアの官能と検出の実験中に処理できるようにするための "幹"を提供する光ファイバの端に製造されています。シリカ表面の化学的性質は、5月それらの表面にプローブ分子を添付するために適用されるが、平面基板に生成された伝統的な技法は、これらの三次元構造のためにしばしば十分ではないとしてミクロスフェアの表面への変更（ほこり、汚れ、表面欠陥、ムラコーティング）それらの検出能力に深刻な、否定的な結果を持つことができます。ここでは、容易なアプローチを実証するシリカ表面にビオチンを付加することによって、無機表面と生物学的環境を埋めるためにシランカップリング剤を用いたシリカ微小球のWGM光共振器の表面機能化のために。8,16我々 は 、このレポートでセンサー·システムとしてのシリカ微小球のWGM共振器を使用していますが、プロトコルは一般的であり、ビオチンを持つシリカデバイスの表面を官能化することができます。Protocol
Discussion
プロトコルに記載されているように、我々はこれによって官能化プロセス全体を通して茎シリカミクロスフェアを輸送するためにハウジングのプラットフォームを作成しました。このハウジング·プラットフォームは、官能化プロセス全体で使用される様々な容器の壁に接触するミクロスフェアに起因する表面の汚染や損傷に対する解決策として作成されました。私たちは常に官能プロセス?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
作者は感謝し、このプロトコルが開発された時にサポートするために南カリフォルニア大学教授アンドレア·アルマーニを認める。この作品の最初の開発のための資金は、国立科学財団によって提供されました[085281と1028440]とNIHのディレクターの新イノベーター賞プログラムを通じて国立衛生研究所[1DP2OD007391-01]。追加情報はで入手できます。 http://web.missouri.edu/〜hunthk / 。
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| Methanol | Fisher | 67-56-1 | ACS grade |
| Sulfuric Acid | Fisher | 8014-95-7 | Fuming |
| Hydrogen Peroxide | Fisher | 7722-84-1 | 30 wt % |
| Aminopropyltrimethoxysilane | Fisher | 13822-56-5 | |
| NHS-biotin EZ linker | Pierce | 20217 | |
| Dimethylsulfoxide | Fisher | 67-68-5 | Anhydrous |
| Fluorescein Isothiocyanate | Pierce | 46425 | |
| Phosphate Buffered Saline | Fisher | 7647-14-5 | Powder concentrate |
| Sodium Bicarbonate Buffer | Fisher | NC0099321 | |
| Texas Red – Avidin Conjugate | Pierce | A820 | |
| Optical Fiber | Newport | F-SC | |
| Fiber Stripper | Fiber Instrument Sales | NN-175 | No-Nik 175 um stripper |
| Kimwipes | Fisher | 06666A | |
| Bare Fiber Cleaver | Ilsintech | Cl-03A | |
| Glass Microscope Slides | Fisher | 12-550B | |
| Polypropylene Vials | Fisher | 03-341-75A | 60 mL, hinged cap |
| Incubating Rocker | VWR | 12620-910 | |
| Vacuum Desiccator | Fisher | 08-594-15B |
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